Nieuwe markers voor de diagnose van prothetische infecties (Perimarkers)

De behandeling van prothetische gewrichtsinfecties omvat langdurige antibioticatherapie en, in de meeste gevallen, aanvullende revisiechirurgie met verslechtering van de levenskwaliteit van patiënten en hoge kosten voor het gezondheidssysteem. Prothetische gewrichtsinfecties komen voor met een percentage van 1-2%, maar hun incidentie stijgt tot 15-20% na de eerste revisie-operatie. Gram-positieve kokken, met name stafylokokken, zijn de belangrijkste pathogenen die verantwoordelijk zijn voor deze infecties. Diagnostische workflow is nogal gecompliceerd, aangezien een gouden standaardtest die wordt gekenmerkt door hoge gevoeligheid en specificiteit niet is herkend. Bijgevolg is de diagnose gebaseerd op het voldoen aan een reeks hoofd- en ondergeschikte criteria die zijn afgeleid van biochemische, hematologische, microbiologische, histologische analyses in combinatie met klinische en radiologische observaties. Daarom is het duidelijk dat er dringend behoefte is aan het vinden van vroege markers van infectie, gekenmerkt door hoge gevoeligheid en specificiteit die in staat zijn om onderscheid te maken tussen aseptisch falen en prothetische gewrichtsinfecties veroorzaakt door zowel hoog- als laagvirulente micro-organismen.

In de afgelopen jaren is presepsine beschreven als een marker voor sepsis die ook de ernst van sepsis kan onderscheiden. Presepsine is een fragment van de oplosbare receptor CD14 dat tijdens ontsteking vrijkomt van het monocytenoppervlak. De nieuwe inflammatoire marker TREM-1 koppelt de activiteit van presepsine aan andere actoren van het ontstekingsproces zoals Toll Like Receptors, monocyten, inflammatoire cytokines zoals IL-1 en IL-6, de chemokine CCL2. Presepsine-activiteit is ook gerelateerd aan suPAR, een ontstekingsmarker waarvan we onlangs hebben aangetoond dat deze geassocieerd is met prothetische gewrichtsinfecties. Een andere potentiële infectiemarker is osteopontine (OPN), een multifunctioneel eiwit met pro-inflammatoire eigenschappen, dat correleert met mortaliteit en wordt geassocieerd met suPAR bij ontstekingsreacties. Evenzo is receptor CD163, sterk tot expressie gebracht door macrofagen tijdens ontsteking, voorgesteld als een veelbelovende serummarker van ontsteking. Even belangrijk in het ontstekingsproces is de rol van neutrofielen, die de eerste verdedigingslinie tegen infectie vormen, omdat ze bacteriën kunnen doden door zuurstofreactieve soorten (ROS) te produceren. Onlangs zijn ROS gecorreleerd met serum Advanced Glycation End Products (AGE's) die worden verhoogd door oxidatieve stress. AGE's kunnen interageren met hun receptor RAGE, die in zijn oplosbare vorm in plasma voorkomt. Om deze reden kan RAGE worden gebruikt als serumbiomarker om infectie en gerelateerde oxidatieve stress te diagnosticeren. Ondanks de hoeveelheid wetenschappelijke artikelen over de rol van de bovengenoemde moleculen, is er nog geen panel beschikbaar dat ze combineert voor de diagnose van gewrichtsprothese-infecties.

Het doel van de studie zal zijn om nieuwe biologische markers van prothetische gewrichtsinfectie te evalueren om de diagnostische workflow te verbeteren om gegevens van microbiologisch, hematologisch en klinisch onderzoek te ondersteunen en te integreren.

Hiertoe zullen verschillen in serumconcentraties van IL-6, TREM-1, CCL2, MMP-9, OPN, IL-1RA, GP-130, C5a, sRAGE, urokinases en presepsin tussen geïnfecteerde en niet-geïnfecteerde patiënten worden geëvalueerd door het meten van gevoeligheid, specificiteit, positief en negatief voorspellende waarden, waarschijnlijkheidsratio voor elke parameter. Bovendien zal de concentratie van elke biomarker worden gecorreleerd met markers die routinematig worden gebruikt voor de diagnose van deze infecties.

In totaal zullen 130 patiënten aan het onderzoek deelnemen: 65 patiënten met de diagnose aseptisch falen en 65 patiënten met infectie van het prothetische implantaat.

Ze ondertekenen allemaal een geïnformeerde toestemming voordat ze zich inschrijven. Een deel van het serum dat naar het laboratorium wordt gestuurd voor pre- en postoperatieve (2 en 7 dagen na de operatie) routineanalyses, wordt bewaard bij -20°C.

Serumconcentraties van IL-6, TREM-1, CCL2, MMP-9, OPN, IL-1RA, GP-130, C5a, sRAGE, urokinase en presepsin zullen worden bepaald door middel van in de handel verkrijgbare ELISA-assays.

Gegevens over preoperatieve erytrocytsedimentatiesnelheid (ESR) en C-reactief proteïne (CRP), synoviale vloeistofanalyse (indien beschikbaar, zowel pre- als intraoperatief) en microbiologische kweek (implantaat en periprothetische weefsels) zullen ook worden verzameld.